[发明专利]用于化学强化的玻璃的局部退火的方法

说明书

一种为玻璃制品提供局部退火区域的方法，所述方法包括：(a)提供强化的玻璃制品，其具有第一表面压缩应力和第一压缩应力层深度；(b)在该玻璃制品的第一侧面上选择玻璃制品的第一部分作为目标；(c)将选择作为目标的第一部分退火到第二表面压缩应力和第二压缩应力层深度；和(d)重复步骤(b)和(c)以在该玻璃制品的第一侧面上形成玻璃制品的退火部分的图案。选择目标的退火可通过例如聚焦激光或使用微波能量或感应源来进行。一种用于制备层压件结构的方法，该层压件结构包含第一玻璃层(12)、第二玻璃层(16)和在第一玻璃层和第二玻璃层中间的至少一种聚合物中间层(14)。第一玻璃层(12)可包含强化的玻璃，该强化的玻璃包括具有第一表面压缩应力和第一压缩应力层深度的第一部分以及具有第二表面压缩应力和第二压缩应力层深度的第二部分。在其它实施方式中,第二玻璃层(16)可包含强化的玻璃，该强化的玻璃包括具有第三表面压缩应力和第三压缩应力层深度的第三部分以及具有第四表面压缩应力和第四压缩应力层深度的第四部分。

本申请要求2013年08月26日提交的美国临时申请号61/869962的优先权，其全文通过引用结合于此。

背景

玻璃层压件可用作建筑和汽车或运输应用中的窗户和窗格玻璃，包括汽车、轨道车辆、机车和飞机。玻璃层压件还可用作栏杆和阶梯中的玻璃面板，作为用于墙壁、柱子、电梯桥厢、厨房应用和其它应用的装饰性面板或盖板。如本文所使用，窗格玻璃或层压玻璃结构可为窗户、面板、墙壁、箱体、信息板(sign)或其他结构的透明的、半-透明的、半透明的或不透明的零件。用于建筑和/或汽车应用的常见类型的窗用玻璃包括透明和有色层压的玻璃结构。

常规的汽车窗格玻璃构造包括具有聚乙烯醇缩丁醛(PVB)中间层的两个2mm钠钙玻璃的板层。这些层压件构造具有一些优势，包括低成本、足以应用于汽车和其它应用的抗冲性。然而，因为它们的有限的抗冲性和更大的重量，这些层压件呈现低劣的性能特征，包括当受到路边碎片撞击、故意破坏(vandal)和/或其它物体冲击时更高的破碎概率，以及对于个别车辆的更低的燃料效率。

在其中强度很重要的应用中(例如如上所述的汽车应用中)，可通过多种方法来提高常规玻璃的强度，包括涂覆、热学钢化和化学强化(离子交换)。热学钢化常规地用于具有厚的整体件玻璃板的那些应用，并具有形成穿过整个玻璃表面的厚压缩层的优势，通常到达总体玻璃厚度的20％-25％。然而，压缩应力的大小通常较低，通常小于100MPa。此外，对于较薄的玻璃(例如小于约2mm)，热学钢化变得越来越低效。

相反，离子交换(IX)技术可在处理的玻璃中形成高水平的压缩应力,在表面处高达约1000MPa，且适于非常薄的玻璃。然而，离子交换技术可受限于较浅的压缩层，通常在几十微米的量级。这种高压缩应力可得到非常高的钝物冲击耐受性，其可能不能通过用于汽车应用的特定的安全性标准，例如ECE(联合国欧盟经济委员会)R43头模冲击测试，其中要求玻璃在一定冲击负载下破碎以防止受伤。常规的研究和开发努力聚焦于车辆层压件的受控的和优先的破碎，代价是牺牲其自身的抗冲性。

对于有些汽车窗格玻璃或层压件例如挡风玻璃等而言，其中使用的材料必须通过多个安全标准，例如ECER43头模冲击测试。如果在该测试限定的条件下，该产品没有破碎，则因为安全性原因该产品是不可接受的。这就是为什么挡风玻璃常规地由层压的退火玻璃而不是钢化玻璃制成的原因之一。

钢化的玻璃(热学钢化的和化学钢化的)具有更高耐受破碎的优势，这对提高层压的汽车窗格玻璃的可靠性可为理想的。具体来说，薄的、化学-钢化的玻璃可理想地用于制造高强度的、轻量汽车窗格玻璃。然而，使用这种钢化的玻璃制备的常规层压的玻璃不能满足头部冲击安全性要求。形成符合安全性要求的薄的、化学-钢化的玻璃的方法之一可为在玻璃进行化学钢化之后进行热退火过程。这具有降低玻璃的压缩应力的效果，由此减少导致玻璃破碎所需的应力。该方法的不足在于压缩应力的下降发生在玻璃产品的所有区域而不是只发生在最有可能发生头部冲击的玻璃的区域。

因此，本领域需要在玻璃的受控的区域实审局部化的退火，由此所得产品将在例如靠近该产品的边缘处的关键区域保留其强度，并在对于乘员安全性而言重要的区域进行弱化。